6단계 품질 관리 프로세스

PCB 제조에서 품질 관리가 중요한 이유

6단계 프로세스의 구체적인 내용을 살펴보기 전에, PCB 제조 및 PCB 조립에서 품질 관리가 왜 그렇게 중요한지 이해하는 것이 필수적입니다.

인쇄 회로 기판은 모든 전자 장치의 신경계 역할을 합니다. 구성 요소를 전기적 및 기계적으로 연결하여 스마트폰에서 위성에 이르기까지 모든 것이 올바르게 작동하도록 합니다. 그러나 점점 더 복잡해지는 설계, 더 엄격한 허용 오차, 더 높은 구성 요소 밀도 및 더 작은 폼 팩터에 대한 요구로 인해 오류의 여지는 그 어느 때보다 좁아졌습니다.

솔더 브리지, 개방 회로, 잘못 정렬된 구성 요소, 불충분한 솔더 조인트 또는 박리와 같은 결함은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다.

• 간헐적인 고장
• 제품 수명 단축
• 현장 리콜
• 안전 위험
• 평판 손상
• 보증 비용 증가

또한 자동차, 의료, 군사 및 통신을 포함한 많은 산업은 IPC-A-610, ISO 9001, IATF 16949 및 AS9100과 같은 엄격한 규제 표준의 적용을 받습니다. 이러한 표준을 준수하지 않으면 제조업체가 계약 입찰 자격을 잃거나 법적 처벌을 받을 수 있습니다.

여기서 구조화되고 반복 가능하며 감사 가능한 품질 관리 프로세스가 필수적이 됩니다. SUNTOP Electronics에서는 QC를 최종 검사 체크포인트로 취급하지 않습니다. 우리는 설계 검토에서 최종 테스트 및 선적에 이르기까지 워크플로의 모든 단계에 이를 통합합니다.

사후 대응이 아닌 사전 예방적 접근 방식을 구현함으로써 잠재적인 문제를 조기에 발견하고, 재작업을 줄이고, 수율을 개선하며, 궁극적으로 고객이 신뢰할 수 있는 제품을 제공합니다.

이제 품질 보증 프레임워크의 6가지 핵심 요소를 살펴보겠습니다.

1단계: 제조 용이성 설계(DFM) 및 조립 용이성 설계(DFA) 검토

성공적인 PCB 제조 프로젝트의 기초는 재료가 생산 현장에 도착하기 훨씬 전인 설계 단계에서 시작됩니다.

가장 우아한 회로도조차도 실제 제조 제약을 고려하지 않으면 제작 또는 조립 중에 실패할 수 있습니다. 이것이 바로 우리의 첫 번째 품질 관리 단계가 철저한 제조 용이성 설계(DFM) 및 조립 용이성 설계(DFA) 분석을 포함하는 이유입니다.

고객이 Gerber 파일, BOM(자재 명세서) 및 조립 도면을 제출하면 엔지니어링 팀은 고급 소프트웨어 도구와 수십 년의 현장 경험을 사용하여 포괄적인 검토를 수행합니다. 우리는 다음을 확인합니다.

• 트레이스 폭 및 간격 위반
• 솔더 마스크 클리어런스 문제
• 패드 크기 불일치
• 구성 요소 배치 밀도
• 열 완화 설계
• 비아 인 패드(via-in-pad) 합병증
• 풋프린트 정확도
• 극성 구성 요소 방향
• 테스트 포인트 접근성

예를 들어, 설계자가 실제 패키지 치수와 일치하지 않는 구성 요소 풋프린트를 사용하거나 표면 실장 장치를 서로 너무 가깝게 배치하는 경우, 우리는 즉시 문제를 표시하고 고객과 협력하여 해결합니다.

이 사전 생산 감사는 나중에 발생할 수 있는 비용이 많이 드는 실수를 방지합니다. 업계 연구에 따르면 제조가 시작된 후 설계 결함을 수정하는 비용은 설계 단계에서 해결하는 것보다 최대 100배 더 많이 들 수 있습니다.

또한 DFM/DFA 검토는 픽 앤 플레이스 기계 및 리플로우 오븐과 같은 자동화 프로세스에 맞게 설계를 최적화하여 단계 간의 전환을 원활하게 하고 기계 오류나 걸림의 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

SUNTOP에서는 투명성과 협업이 핵심이라고 믿습니다. 그렇기 때문에 시각적 주석과 권장 사항이 포함된 상세한 DFM 보고서를 제공하여 고객이 설계에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 지원합니다.

유연한 PCB 설계 모범 사례에 대한 가이드를 읽어 PCB 설계의 모범 사례에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

2단계: 원자재 검사 및 구성 요소 검증

설계가 승인되면 품질 관리 프로세스의 다음 중요한 시점은 재료 검증입니다. PCB 조립에서 베어 보드, 전자 부품, 솔더 페이스트 및 포장 재료를 포함한 원자재의 무결성은 최종 제품의 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.

우리는 RoHS, REACH 및 기타 환경 및 안전 규정을 준수하는 인증되고 평판이 좋은 공급업체로부터만 자재를 공급받습니다. 그러나 인증만으로는 충분하지 않습니다. 모든 배치는 엄격한 입고 검사를 거칩니다.

베어 보드 검사

PCB 제조의 경우 들어오는 베어 보드에 대해 다음을 검사합니다.

• 치수 정확도
• 구리 두께
• 유전체 특성
• 도금 품질
• 표면 마감 균일성(예: ENIG, HASL, 침지 은)
• 뒤틀림 또는 휨

광학 비교기, 마이크로미터 및 자동 광학 검사(AOI) 시스템을 사용하여 각 패널이 응용 분야에 따라 IPC Class 2 또는 Class 3 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.

편차가 발생하면 격리 절차가 시작되고 해결을 위해 공급업체와의 통신이 시작됩니다.

전자 부품 소싱 및 인증

부품 진위 여부는 전자 공급망에서 점점 더 우려되는 사항입니다. 위조 부품(재활용, 재마킹 또는 표준 이하 부품)은 정품을 모방할 수 있지만 스트레스를 받으면 조기에 고장 나는 경우가 많습니다.

이에 맞서기 위해 SUNTOP은 여러 검증 기술을 사용합니다.

• 육안 검사: 마킹, 리드 및 포장에 대한 현미경 검사.
• X-Ray 분석: 내부 다이 차이 또는 와이어 본딩 이상 감지.
• 개봉(Decapsulation) 테스트: 고신뢰성 응용 분야의 경우 필요시 파괴적인 물리적 분석을 수행합니다.
• 로트 추적성: 모든 구성 요소 로트는 날짜 코드, 제조업체 정보 및 공급업체 세부 정보와 함께 기록되어 완전한 추적성을 보장합니다.

또한 찾기 힘들거나 단종된 부품을 소싱할 때 공인 유통업체와 강력한 관계를 유지하고 독립적인 타사 검증 서비스를 사용합니다.

당사의 전자 부품 소싱 팀은 고객과 긴밀히 협력하여 품질을 손상시키지 않으면서 필요할 때 대안을 제공하고 BOM 준수를 보장합니다.

이러한 수준의 노력은 검증된 고무결성 재료만 생산 환경에 들어가도록 하여 일관된 산출물을 위한 견고한 기반을 형성합니다.

3단계: 자동 광학 검사(AOI)

솔더 페이스트 도포 후

재료가 검사를 통과하고 준비되면 PCB 조립 프로세스는 표면 실장 기술(SMT) 라인으로 이동합니다. 결함이 발생할 수 있는 가장 초기 지점 중 하나는 솔더 페이스트 증착 중입니다. 이는 구성 요소를 배치하기 전에 패드에 정밀한 양의 전도성 페이스트를 도포하는 프로세스입니다.

불충분한 페이스트, 번짐 또는 오정렬과 같은 사소한 불일치조차도 나중에 불량 솔더 조인트, 툼스톤 현상 또는 개방/단락으로 이어질 수 있습니다.

이를 방지하기 위해 스텐실 인쇄 단계 직후에 **자동 광학 검사(AOI)**를 배치합니다.

당사의 AOI 시스템은 고해상도 카메라와 정교한 이미지 처리 알고리즘을 사용하여 각 기판을 스캔하고 결과를 원본 CAD 데이터와 비교합니다. 시스템은 다음을 평가합니다.

• 솔더 증착물의 부피 및 높이
• 기준 마커에 대한 위치 정확도
• 인접 패드 간의 브리징 또는 과도한 페이스트
• 누락되거나 불완전한 인쇄

불일치가 감지되면 시스템은 실시간으로 기판에 플래그를 지정하여 시정 조치가 취해질 때까지 추가 처리를 중단합니다. 그런 다음 운영자는 필요에 따라 프린터를 재보정하거나 스텐실을 청소하거나 스퀴지 압력을 조정합니다.

이 실시간 피드백 루프는 초회 통과 수율을 향상시킬 뿐만 아니라 지속적인 공정 개선에도 기여합니다. 시간이 지남에 따라 AOI 검사에서 수집된 통계 데이터는 추세를 식별하는 데 도움이 되어(예: 특정 기판 크기 또는 스텐실과 관련된 반복적인 오정렬), 절차를 사전에 개선할 수 있습니다.

솔더 페이스트 품질은 다운스트림 신뢰성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 이 세 번째 단계는 값비싼 구성 요소가 기판에 배치되기 전에 중요한 문지기 역할을 합니다.

4단계: 픽 앤 플레이스 후 및 리플로우 오븐 모니터링

성공적인 솔더 페이스트 도포 후 다음 주요 이정표는 고속 픽 앤 플레이스 기계를 통한 구성 요소 배치입니다. 이 로봇 시스템은 마이크론 수준의 정밀도로 시간당 수천 개의 구성 요소를 배치합니다. 매우 정확하지만 특히 초미세 피치 IC, 마이크로 BGA 또는 혼합 기술 기판의 경우 오류가 발생할 수 있습니다.

따라서 네 번째 QC 단계에는 배치 후 AOI 및 리플로우 프로필 모니터링이 모두 포함됩니다.

배치 후 AOI

픽 앤 플레이스 기계가 구성 요소 로딩을 마치자마자 또 다른 AOI 라운드가 진행됩니다. 이 검사는 다음을 확인합니다.

• 올바른 구성 요소 유무
• 극성 및 방향(특히 다이오드, 커패시터 및 IC의 경우)
• 배치 정확도(X, Y, 세타 정렬)
• 기울어지거나 들린 리드
• 손상되거나 금이 간 구성 요소

다시 말하지만, 편차가 발생하면 경고가 트리거되어 기술자가 기판이 리플로우 오븐에 들어가기 전에 개입할 수 있습니다. 지금 배치 오류를 잡으면 나중에 열 손상과 에너지 낭비를 피할 수 있습니다.

리플로우 오븐 열 프로파일링

마찬가지로 중요한 것은 리플로우 솔더링 프로세스가 최적의 열 프로필을 따르도록 하는 것입니다. 다양한 구성 요소, 기판 두께 및 솔더 합금에는 민감한 부품을 손상시키지 않고 신뢰할 수 있는 금속 간 결합을 달성하기 위해 특정 가열 및 냉각 곡선이 필요합니다.

SUNTOP에서는 열전대와 데이터 로거가 장착된 다중 구역 대류 리플로우 오븐을 사용합니다. 본격적인 생산 실행 전에 온도 센서가 부착된 테스트 기판을 실행하여 기판의 다양한 영역에서 실제 열 노출을 모니터링합니다.

피크 온도, 램프 속도, 유지 시간 및 냉각 기울기를 분석하여 솔더 페이스트 제조업체의 사양(예: SAC305 합금)과 일치하는지 확인합니다. 일관성을 유지하기 위해 필요에 따라 실시간 조정이 이루어집니다.

또한 잠재적 결함의 일반적인 원인인 시간 경과에 따른 드리프트를 방지하기 위해 모든 장비의 정기적인 유지 보수 및 보정을 수행합니다.

배치 후 검증과 정밀한 열 제어를 결합하여 솔더 조인트 무결성을 극대화하고 냉납(cold joint), 보이드 또는 열 충격의 위험을 최소화합니다.

조립 문제, 특히 고급 패키지에 대한 더 깊은 통찰력을 얻으려면 BGA 조립 문제 및 솔루션에 대한 기사를 읽어보세요.

5단계: 인서킷 테스트(ICT) 및 기능 테스트(FCT)

기판이 SMT 라인을 빠져나와 스루홀 구성 요소가 웨이브 솔더링 또는 핸드 솔더링 되면 전기 테스트로 진행됩니다. 이는 품질 관리 프로세스에서 다섯 번째이자 가장 중요한 단계 중 하나입니다.

테스트는 구성 요소가 존재하고 적절하게 납땜되었는지 뿐만 아니라 회로가 의도한 대로 작동하는지 확인합니다.

우리는 두 가지 주요 유형의 전기 검증을 사용합니다: 인서킷 테스트(ICT) 및 기능 회로 테스트(FCT).

인서킷 테스트(ICT)

ICT는 기판 전체의 테스트 포인트와 접촉하는 베드 오브 네일(bed-of-nails) 고정 장치를 사용합니다. 작은 전기 신호를 적용하여 다음을 측정합니다.

• 연속성 및 절연(개방 및 단락)
• 저항기, 커패시터 및 인덕터 값
• 다이오드 극성 및 트랜지스터 기능
• 주요 노드의 전압 레벨

이 세분화된 수준의 테스트를 통해 다층 기판 내부에 묻혀 있는 경우에도 결함의 정확한 위치를 찾아내고 제조 결함과 설계 문제를 구별할 수 있습니다.

ICT는 고정 장치 투자가 정당화되는 중~대량 생산에 특히 효과적입니다.

기능 회로 테스트(FCT)

ICT가 개별 구성 요소 및 연결을 확인하는 반면, FCT는 시뮬레이션된 작동 조건에서 전체 시스템을 평가합니다. 맞춤형 테스트 장비는 기판에 전원을 공급하고 펌웨어 또는 진단 루틴을 실행하여 다음을 검증합니다.

• 전원 공급 장치 안정성
• 통신 인터페이스(USB, 이더넷, SPI, I²C)
• 센서 입력 및 액추에이터 출력
• 디스플레이 기능
• 소프트웨어 부팅 시퀀스

FCT는 실제 사용 시나리오를 모방하여 정적 테스트에서 놓칠 수 있는 미묘한 타이밍 문제, 펌웨어 버그 또는 간헐적인 동작을 발견하는 데 도움이 됩니다.

ICT와 FCT 모두 감사를 위해 디지털로 저장되는 상세한 합격/불합격 로그를 생성합니다. 실패한 장치는 수리 스테이션으로 라우팅되어 숙련된 기술자가 재테스트하기 전에 결함을 진단하고 수정합니다.

이러한 테스트 프로토콜은 배송되는 모든 장치가 지정된 대로 정확하게 작동하도록 보장하여 현장 고장률을 크게 줄입니다.

테스트 방법론에 대해 자세히 알고 싶은 분들은 PCB 품질 테스트 페이지를 방문하세요.

6단계: 최종 육안 검사 및 포장 감사

6단계 품질 관리 프로세스의 마지막 경계는 방어의 마지막 선인 최종 육안 검사(FVI) 및 포장 감사입니다.

AOI, X-Ray 및 기능 테스트를 통과한 후에도 인간의 감독은 여전히 값을 매길 수 없습니다. 훈련된 검사관은 확대경 아래에서 각 기판을 검사하여 기계가 간과할 수 있는 다음과 같은 외관 결함을 찾아냅니다.

• 플럭스 잔류물
• 실크스크린의 긁힘 또는 찌그러짐
• 잘못 인쇄된 라벨 또는 바코드
• 구부러진 핀 또는 손상된 커넥터
• 부적절한 컨포멀 코팅 범위

검사관은 IPC-A-610 허용 기준을 따르며 결함을 심각도(경미, 주요, 치명적)에 따라 분류하고 재작업 또는 거부가 필요한지 결정합니다.

합격된 모든 기판은 최종 포장 검토를 받습니다. 여기에는 다음 확인이 포함됩니다.

• 적절한 정전기 방지 포장
• 건조제 포함
• 습기 표시 카드(MSD 민감 구성 요소용)
• 라벨링 정확성(부품 번호, 리비전, 날짜 코드)
• 상자 강도 및 밀봉

적절한 포장은 운송 및 보관 중에 제품을 보호하여 정전기 방전(ESD), 습기 침투 및 기계적 손상을 방지합니다. 이 모든 것은 도착 시 성능을 저하시킬 수 있습니다.

각 배치에는 고유한 추적 번호가 할당되어 생산 기록, 테스트 결과 및 자재 로트에 다시 연결됩니다. 이 엔드투엔드 추적성은 현장 반환 시 신속한 근본 원인 분석을 지원하고 규제 산업의 규정 준수 요구 사항을 충족합니다.

이 최종 체크포인트를 통과한 후에만 기판이 선적을 위해 출고됩니다.

6단계 프로세스가 가치를 제공하는 방법

포괄적인 품질 관리 시스템을 구현하는 것은 단순히 결함을 피하는 것만이 아닙니다. 고객에게 실질적인 가치를 제공하는 것입니다.

SUNTOP의 6단계 접근 방식이 실제 혜택으로 어떻게 전환되는지는 다음과 같습니다.

1. 더 높은 수율과 더 낮은 비용

문제를 조기에 발견함으로써(특히 DFM 및 입고 검사 중) 스크랩, 재작업 및 지연을 최소화합니다. 이는 처리량을 개선하고 전체 생산 비용을 낮추며, 우리는 이를 고객에게 전달합니다.

2. 더 빠른 시장 출시

놀라움이 적다는 것은 반복이 적다는 것을 의미합니다. 후기 단계 실패로 인한 병목 현상이 줄어들어 프로젝트가 프로토타입에서 대량 생산으로 원활하게 이동합니다.

3. 더 높은 신뢰성과 고객 만족도

일관되게 고품질의 제품은 브랜드 평판을 높이고 판매 후 지원 부담을 줄입니다. 소비자 가젯을 출시하든 생명을 구하는 의료 장비를 배포하든 신뢰성은 타협할 수 없습니다.

4. 규제 준수 및 위험 완화

문서화된 QC 절차는 국제 표준에 부합하여 감사를 용이하게 하고 책임 위험을 줄입니다. 완전한 추적성은 모든 수준에서 책임성을 보장합니다.

5. 산업 전반의 확장성

IoT 웨어러블부터 견고한 산업용 컨트롤러에 이르기까지 당사의 유연한 QC 프레임워크는 다양한 요구 사항에 적응합니다. PCB 제조업체가 서비스하는 산업 페이지를 통해 우리가 서비스를 제공하는 시장 범위를 살펴보세요.

지속적인 개선: 6단계를 넘어

6단계 프로세스는 품질 관리 전략의 핵심을 형성하지만, 우리는 품질을 목적지가 아닌 여정으로 봅니다.

우리는 지속적으로 다음 사항에 투자합니다.

• 고급 검사 기술(예: 3D AOI, 숨겨진 솔더 조인트를 위한 AXI)
• 직원 교육 및 인증 프로그램
• 린(Lean) 제조 원칙
• 데이터 분석 및 SPC(통계적 프로세스 제어)
• 공급업체 개발 이니셔티브

정기적인 내부 감사, 고객 피드백 루프 및 업계 포럼 참여는 새로운 과제와 기술적 변화보다 앞서 나가는 데 도움이 됩니다.

또한 디지털 전환을 수용하여 ERP 및 MES 시스템을 사용하여 작업 지시를 추적하고 재고를 관리하며 KPI를 실시간으로 모니터링합니다. 이러한 가시성은 더 빠른 의사 결정과 더 큰 대응성을 가능하게 합니다.

신뢰할 수 있는 PCB 제조를 위해 SUNTOP Electronics와 파트너 관계 맺기

SUNTOP Electronics에서는 PCB만 만드는 것이 아니라 신뢰를 구축합니다. 우리의 6단계 품질 관리 프로세스는 PCB 제조 및 PCB 조립의 우수성에 대한 우리의 흔들리지 않는 헌신을 반영합니다.

초기 설계 상담부터 최종 납품까지 전 세계 엔지니어 및 기업과 협력하여 혁신적인 아이디어를 정밀성, 신뢰성 및 평화로운 마음으로 실현합니다.

소량 프로토타입, 대량 생산 실행 또는 구성 요소 소싱 및 박스 빌드 조립을 포함한 완전한 턴키 솔루션이 필요하든, 경험이 풍부한 당사 팀은 귀하의 성공을 지원할 준비가 되어 있습니다.

시작할 준비가 되셨습니까? PCB 제조 능력 페이지에서 당사의 능력에 대해 자세히 알아보거나 오늘 직접 PCB 제조업체에 문의하십시오.

새 프로젝트의 경우 파일을 제출하여 PCB 견적을 받고 우리가 생산하는 모든 기판에 품질이 어떻게 설계되는지 보여드리겠습니다.